pt温度采集zrj

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1、一、温度显示仪表系统概述1）课题要求：PT100做一个温度显示仪表，温度范围-20度到600度，精度0.1度2）系统初步设计分析温度影响PT100的电阻，也就意味着，只要测出PT100的电阻，就能测出温度，而电阻可以由设计的电路测电压或者电流计算出来，然后再将电压或者电流的模拟信号被系统采样量化转化为数字信号，再由系统进行换算，其中因为PT100的工作电流不能太大1mA左右，相应电压信号会比较微弱，所以需要放大信号，以便于后面AD采样。数据显示还原为温度数据分析数据采集温度变化电阻变化电压变化信号放大AD采集数字滤波显示温度而这个课程设计是温度显示仪表系统，所以系统主要分成

2、三个部分，1)是数据采集，也就是PT00的电路选择，信号的放大和AD转换。PT100的采样有两种，电阻接法有三中；为了防止非线性误差，有经过两级放大的，AD采样需要考虑采样倍数2)是数据处理，将采集到的数据还原成温度，主要涉及两方面，一是滤波处理，二是转换为温度3)数据输出也就是显示部分，在显示管上显示相应的数据其中，数据采集部分应当是重点，因为它影响了整个系统的准确度，要克服电路本身被外界环境的影响，而数据处理应当注意数据的换算，显示部分相对比较简单。3)关于PT100系统的一些简单数值估计PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,由于

3、它的电阻—温度关系的线性度非常好，如上图所示，看起来非常接近于直线。因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度。但是对于此次课程设计，这个精度显然不够。又找到了以下关系表达式子。其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：在0～650℃范围内：Rt=R0(1+At+Bt2)在-200～0℃范围内：Rt=R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C为常数，A=3.96847×10-3；B=-5.847×10-7；C=-4.22×10-12；所以这次课程设计的最高电阻

4、值约为RH=R0(1+At+Bt2)=100（1+3.96847×10-3*600+-5.847×10-7*600*600）≈314.059Ω最低电阻值约为RL=R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)=100（1+3.96847×10-3*-20+-5.847×10-7*-20*-20+-4.22×10-12）≈92.16Ω约跨度RH-RL=222Ω其中跨温度620℃，采样精度0.1也就意味着差不多6200个采样点,每个采样点平均分摊0.0358Ω的电阻。通过查阅PT100的使用说明得知，PT100的工作电流理应不超过1mA,所以两端电压值的变化量需要被检测出来的最

5、大分辨率应该是1mA*0.0358Ω=0.0358mVPT100两端的电压值的取值范围大概为0.092V~0.314V6200个采样点需要13位二进制来表示，所以AD转换器需要分辨率13位以上，一般取16位AD转换芯片就好了。比如ADS7825，满量程10V，那么LSB差不多应该是10/26=0.15625V=0.1525mA所以放大电路的放大倍数起码是5倍以上。至于采样速度，应该更多地取决于AD转换器，查资料可知，ADS7825采样及转换时间:25μs，ADS7825自带了时钟，也可以外置时钟，应该如果外接时钟的话，可以改变采样速度。但是如果考虑到滤波需要多采样几次的话，

6、那么采样速度要变成原来的1/N倍，即速度变慢，N为一次测温的采样点数。二、系统构成1）PT100的电路选择常用的采样电路有两种：一是让恒流源通过Pt100热电阻，通过检测Pt100上电压的变化来换算出温度。二是采用惠斯顿电桥，电桥的四个电阻中三个是恒定的，另一个用Pt100热电阻，当Pt100电阻值变化时，测试端产生一个电势差，由此电势差换算出温度。常用的Pt电阻接法有三线制和两线制还有四线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。其实也有四线的，四线接法较为复杂，精度也更高，但是这里并不需要，三线制可以消除导线电

7、阻。所以最终选择三线制接法桥式测温电路，即选择惠斯顿电桥，三线制接法，如下图所示。至于具体三线制的优点见附录。2）采样信号的滤波由于外界干扰或某些不可预知的因素，比如电路干扰或者外界噪声，模拟量在受到干扰后，经A/D转换后的结果偏离了真实值，可能会出现一些随机的误差，如果只采样一次，无法确定结果是否可信。滤波电路或由运放和R、C组成的有源滤波器。而数字滤波则是采用软件算法实现滤波的。为了减少干扰，所以我们在采集了信号之后，肯定要在最后转化为温度之前，因为数字滤波的处理比模拟滤波实现起来方便，但是缺点是耗费更多地计算